《京東自建數(shù)據(jù)中心核心技術(shù)解密:基礎(chǔ)設(shè)施》要點(diǎn):
本文介紹了京東自建數(shù)據(jù)中心核心技術(shù)解密:基礎(chǔ)設(shè)施,希望對(duì)您有用。如果有疑問(wèn),可以聯(lián)系我們。
可以提供20萬(wàn)臺(tái)的服務(wù)器安裝和運(yùn)營(yíng)能力,存儲(chǔ)能力不小于32EB,計(jì)算能力不小于128千萬(wàn)億次每秒.
作為京東的標(biāo)桿項(xiàng)目之一,京東CTO張晨曾多次在業(yè)界大會(huì)上講到:“宿遷自建數(shù)據(jù)中心的綠色環(huán)保技術(shù),貫穿整個(gè)生命周期.從最初的概念設(shè)計(jì)到施工建造,一直到投產(chǎn)后的運(yùn)營(yíng)管理,保證數(shù)據(jù)中心年均PUE≤1.3(實(shí)測(cè)),在華東地區(qū)達(dá)到領(lǐng)先水平.”
接下來(lái)我們將為大家揭秘京東自建數(shù)據(jù)中心的核心技術(shù),通過(guò)《基礎(chǔ)設(shè)施篇》和《數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)篇》,揭開(kāi)它創(chuàng)新技術(shù)的神秘面紗.
隨著數(shù)據(jù)中心需求和規(guī)模的不斷擴(kuò)大,建設(shè)成本和運(yùn)行成本不可避免的會(huì)成為企業(yè)的考量指標(biāo).數(shù)據(jù)中心不僅耗電量巨大,耗冷量也不可小覷.
據(jù)統(tǒng)計(jì),數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)的能耗一般占總能耗的20%-40%左右,其中制冷壓縮機(jī)的能耗又占到空調(diào)系統(tǒng)總能耗的70%-90%.
降低空調(diào)制冷系統(tǒng)的能耗,將會(huì)是提高數(shù)據(jù)中心能源利用率最直接和有效的措施.因此,利用自然冷源來(lái)解決數(shù)據(jù)中心的散熱問(wèn)題,成為京東自建數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新技術(shù)的核心考量之一.
為了充分利用冬季室外天然冷源進(jìn)行自然冷卻,冷凍水系統(tǒng)設(shè)置了水-水不銹鋼板式換熱器,與冷水機(jī)組并聯(lián).
系統(tǒng)中設(shè)計(jì)冷凍水供水溫度為10℃,實(shí)際運(yùn)行中可以提高水溫,來(lái)提高系統(tǒng)運(yùn)行整體效率并延長(zhǎng)自然冷卻時(shí)間.
實(shí)際運(yùn)行中,冷凍水系統(tǒng)在室外日平均溫度持續(xù)5天以上低于10度時(shí),切換到自然冷卻系統(tǒng)使用,日平均溫度持續(xù)5天以上高于10度時(shí),開(kāi)始退出.全年基本可以分為免費(fèi)制冷季和常規(guī)制冷季.
京東IDC建設(shè)部技術(shù)專(zhuān)家黃軼彪談到:“我們?cè)趥鹘y(tǒng)的Freecooling技術(shù)基礎(chǔ)上,增加了一套自主設(shè)計(jì)的氣候環(huán)境采集控制系統(tǒng),我們叫“平滑的連續(xù)調(diào)整”的Freecooling技術(shù).
利用這套技術(shù),完全實(shí)現(xiàn)了制冷系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境溫度、濕度、系統(tǒng)負(fù)荷大小、平滑連續(xù)的調(diào)節(jié)各組件運(yùn)行狀態(tài),始終保持系統(tǒng)在最佳的效率區(qū)間.
而且全年可以“免費(fèi)”使用自然冷源的時(shí)間高達(dá)180天以上,直接節(jié)約電費(fèi)數(shù)百萬(wàn)元以上.”
冷凍水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)供回水溫度為10~16℃,主要設(shè)備采用N+1冗余配備,保證系統(tǒng)不會(huì)由于某一設(shè)備故障而受到影響.整個(gè)水系統(tǒng)管路采用環(huán)狀管路,設(shè)備之間設(shè)置雙閥門(mén),保障系統(tǒng)可用性.
并配備有在線式蓄冷罐,可以無(wú)間斷的為系統(tǒng)提供15mins備用冷源.空調(diào)制冷系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)滿(mǎn)足并高于Uptime Tier Ⅲ級(jí)別的要求.
空調(diào)制冷系統(tǒng)由冷源系統(tǒng)、管路系統(tǒng)、末端空調(diào)系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)等構(gòu)成,數(shù)據(jù)中心專(zhuān)門(mén)設(shè)置有制冷機(jī)房.
每個(gè)機(jī)房模塊配有獨(dú)立的直膨式新風(fēng)機(jī)組,室外新風(fēng)經(jīng)初效和中效過(guò)濾,并經(jīng)冷卻處理后送入房間,保證機(jī)房正壓需求.
主機(jī)房、變配電室、電池室、UPS配電室等均采用水冷式精密空調(diào),采用N+1配置方式.
精密空調(diào)全部采用“UPS+市電”雙路供電,UPS電源為主用,為避免大量空調(diào)同時(shí)啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊,空調(diào)采取了延時(shí)策略.
京東IDC建設(shè)團(tuán)隊(duì)對(duì)所選用的精密空調(diào),采用了具備節(jié)能設(shè)計(jì)的產(chǎn)品,包括:
精密空調(diào)內(nèi)置電極式加濕器,具有水處理系統(tǒng),自動(dòng)檢測(cè)加濕罐中的雜質(zhì)含量并清除,減少了氧化結(jié)垢現(xiàn)象.
京東在宿遷的自建數(shù)據(jù)中心,核心目標(biāo)之一是全力保證負(fù)荷用電的高可靠性.
服務(wù)器電源是整個(gè)數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)建設(shè)的重點(diǎn),了解服務(wù)器電源的相關(guān)特性對(duì)于數(shù)據(jù)中心的供配電系統(tǒng)建設(shè)具有重要的意義.
充分了解服務(wù)器電源的容量、冗余方式、制冷要求和能效設(shè)計(jì)等主要指標(biāo)對(duì)于數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是十分必要的.
服務(wù)器冗余電源系統(tǒng)最終都可以歸結(jié)到雙電源系統(tǒng)上,如果雙電源服務(wù)器的每一路電源都能通過(guò)獨(dú)立的供電路由從獨(dú)立的電源取電,就能夠獲得最高的可靠性.
京東數(shù)據(jù)中心自建變電站
機(jī)房?jī)?nèi)所有電子信息設(shè)備都采用UPS供電,其中兩個(gè)生產(chǎn)機(jī)房和兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房電子的供電模式為2N,其余六個(gè)生產(chǎn)機(jī)房的供電模式則為N+1.
輔助設(shè)備電源采用“UPS+市電”的供電模式,單臺(tái)UPS后備蓄電池支撐時(shí)間不小于15分鐘.當(dāng)一路市電電源故障時(shí),故障回路負(fù)荷自動(dòng)切換給另一回路承擔(dān).
即使當(dāng)兩路市電電源都發(fā)生故障,機(jī)房模塊內(nèi)負(fù)荷由UPS蓄電池供電,同時(shí)備用柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng),向機(jī)房模塊、空調(diào)冷源、照明等負(fù)荷供電.
京東在宿遷的自建數(shù)據(jù)中心,發(fā)電系統(tǒng)全部采用進(jìn)口一線品牌的柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)備,具有良好的啟動(dòng)性能.配有發(fā)動(dòng)機(jī)缸套水加熱裝置,可以保證在低溫時(shí),系統(tǒng)的快速啟動(dòng)和帶載能力.
機(jī)組可以承受負(fù)載突加75%的突發(fā)狀況,保證發(fā)電機(jī)組快速啟動(dòng)后可以快速加載.對(duì)并機(jī)主控系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì),?有效提高了并機(jī)系統(tǒng)的可靠性.發(fā)電機(jī)配置有防潮加熱器,防止因空氣濕度過(guò)高降低發(fā)電機(jī)絕緣性能而造成安全風(fēng)險(xiǎn).
供儲(chǔ)油系統(tǒng)在每個(gè)數(shù)據(jù)中心模塊中獨(dú)立設(shè)置,物理隔離.每個(gè)模塊配置兩個(gè)25立方埋地柴油儲(chǔ)罐,每個(gè)柴油罐配置一用一備2臺(tái)供油泵,兩罐之間配置一臺(tái)倒油泵.儲(chǔ)罐區(qū)至機(jī)房日用油箱間輸油管路為雙環(huán)路設(shè)計(jì),具備在線檢修及容錯(cuò)能力.
京東在宿遷的自建數(shù)據(jù)中心,所有主機(jī)房都采用了分布式照明智能控制系統(tǒng).人員進(jìn)入機(jī)房時(shí),系統(tǒng)會(huì)根據(jù)感應(yīng)打開(kāi)該部位的燈具,人員離開(kāi)時(shí)燈具則按設(shè)定的延時(shí)時(shí)間自動(dòng)關(guān)閉.無(wú)人員進(jìn)入機(jī)房時(shí)燈具能滿(mǎn)足運(yùn)維監(jiān)控的最低亮度,達(dá)到節(jié)能與自動(dòng)控制的目的.
京東IDC建設(shè)建設(shè)部負(fù)責(zé)人,首席技術(shù)專(zhuān)家張敬特別談到了在京東宿遷自建數(shù)據(jù)中心二期的建設(shè)中,IDC建設(shè)團(tuán)隊(duì)引入的更多更前沿的實(shí)驗(yàn)性項(xiàng)目,包括:“通過(guò)6sigma做CFD氣流仿真計(jì)算,了解IDC模塊內(nèi)的氣流組織,溫度分布情況,根據(jù)服務(wù)器的不同負(fù)荷狀態(tài),推算溫度升高變化.”
“通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型推算和6sigma CFD系統(tǒng)的驗(yàn)證,在確保服務(wù)器同等負(fù)荷狀態(tài),以及滿(mǎn)負(fù)荷狀態(tài),服務(wù)器的實(shí)際需求功耗不增加的前提下,逐步提高服務(wù)器的運(yùn)行溫度,也就是數(shù)據(jù)中心模塊內(nèi)的環(huán)境溫度.”張敬還談到:“于此同時(shí),我們根據(jù)數(shù)學(xué)推算和CFD仿真驗(yàn)證的結(jié)果,將會(huì)在二期的實(shí)驗(yàn)?zāi)K里引入一些更節(jié)能的冷卻技術(shù).”
京東IT資源服務(wù)部負(fù)責(zé)人呂科認(rèn)為:“數(shù)據(jù)中心行業(yè)是一個(gè)技術(shù)含量非常高的服務(wù)行業(yè),它為企業(yè)大量的電子信息設(shè)備提供安全的場(chǎng)所、持續(xù)的電力、適宜的環(huán)境、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)以及專(zhuān)業(yè)的運(yùn)維服務(wù).”
“這些表面看似簡(jiǎn)單的條件,背后卻需要一個(gè)龐大復(fù)雜的綜合系統(tǒng)來(lái)支撐.京東在人工智能,無(wú)人機(jī),云計(jì)算等前沿科技領(lǐng)域,不斷推出提升億萬(wàn)用戶(hù)購(gòu)物體驗(yàn)的場(chǎng)景應(yīng)用,正是基于我們持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新的數(shù)據(jù)中心服務(wù).”
“數(shù)據(jù)中心在安全性和可靠性方面的不斷提高,一直會(huì)為這些創(chuàng)新技術(shù)的落地推廣、上線應(yīng)用、穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航.”
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